Báo cáo môn học cấu trúc máy tính và hệ điều hành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN
HIỆU TP.HCM
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT VIỄN THƠNG

BÁO CÁO MƠN HỌC

CẤU TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỆ
ĐIỀU HÀNH
Đề tài: 2
GVHD: Võ Thiện Lĩnh

TP. Hồ Chí Minh – 7/2021
1|Page


Mục Lục
NỘI DUNG 1: PHÂN BIỆT HỆ ĐIỀU HÀNH ĐƯỢC
DÙNG TRÊN MÁY TÍNH SERVER VÀ MÁY TÍNH
CLIENT.
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Khái niệm hệ điều hành………………………………………….3
Khái niệm máy Server…………………………………………3,4
Khái niệm máy Client……………………………………………4

Sự khác nhau giữa Server OS và Client OS………………….5,6
Một số hệ điều hành thông dụng trên máy tính…………….6-10
Mơ hình Client – Server
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7

Cách thức hoạt động………………………………………….11
Các máy chủ điển hình…………………………………….11,12
Phân loại máy chủ…………………………………………12,13
Vai trị của máy chủ……………………………………….13,14
Lợi ích của máy chủ…………………………………………..14
Khi nào thì nên sử dụng máy chủ?..........................................15
Tiêu chí khi xây dựng cấu hình máy chủ……………………15

NỘI DUNG 2: HỆ ĐIỀU HÀNH THỰC LÀ GÌ VÀ ỨNG
DỤNG CỦA NĨ.
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Hệ điều hành thời gian thực là gì?.............................................16
Đặc điểm………………………………………………………...17

Các triết lý thiết kế………………………………………......17,18
Lập lịch………………………………………………………….18
Các thuật toán………………………………………………….18
Ứng dụng……………………………………………………….19

NỘI DUNG 3: KẾT LUẬN VÀ LỜI CẢM ƠN……………23
NỘI DUNG 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO………………….24

2|Page


NỘI DUNG 1: PHÂN BIỆT HỆ ĐIỀU HÀNH
ĐƯỢC DÙNG TRÊN MÁY TÍNH SERVER VÀ
MÁY TÍNH CLIENT.
1.

Khái niệm hệ điều hành
Nói một cách đơn giản là hệ điều hành cung cấp môi trường cho
người dùng sử dụng. Là phần mềm hệ thớng quản lý phần cứng,
phần mềm máy tính và cung cấp dịch vụ cho các chương
trình máy tính. Các hệ điều hành chuyên biệt khác cũng được tạo
ra để phục vụ và ứng dụng cho các hệ thống nhúng và thời gian
thực.

2.

Khái niệm máy Server
Là hệ điều hành hoạt động trên máy chủ. Đây là phiên bản nâng
cao của hệ điều hành có nhiều tính năng và khả năng hơn để cung
cấp các dịch vụ khác nhau cho các thiết bị hoặc máy khách khác

được kết nới với nó.

3|Page


3.

Khái niệm máy Client
Hệ điều hành máy khách là một hệ thớng hoạt đợng trong máy tính
để bàn và các thiết bị di đợng khác như máy tính xách tay và điện
thoại thơng minh. Nó có thể quản lý các thành phần phần cứng
khác nhau được kết nới với nó như máy in, màn hình và máy ảnh.

4.

Sự khác nhau giữa hệ điều hành được dùng trên máy
tính server và máy tính client
Hệ điều hành máy khách là hệ điều hành hoạt đợng trong máy tính
để bàn và các thiết bị di động khác trong khi hệ điều hành máy chủ
4|Page


là hệ điều hành được thiết kế để cài đặt và sử dụng trên máy chủ.
Do đó, đây là sự khác biệt chính giữa hệ điều
hành máy khách và máy chủ.
 Chức năng: Hệ điều hành máy khách có thể nhận dịch vụ từ
máy chủ trong khi hệ điều hành máy chủ có thể cung cấp
dịch vụ cho nhiều máy khách hoặc thiết bị người dùng cuối.
 Thiết bị kết nối: Hệ điều hành khách chạy trên thiết bị khách
như máy tính để bàn, điện thoại di đợng, máy tính bảng và

máy tính xách tay trong khi hệ điều hành máy chủ chạy trên
máy chủ. Do đó, đây là mợt điểm khác biệt giữa hệ điều hành
máy khách và máy chủ.
 Lượng người dùng: Mợt người dùng duy nhất có thể làm việc
trên hệ điều hành khách tại một thời điểm trong khi hệ điều
hành máy chủ có thể phục vụ nhiều thiết bị khách cùng một
lúc. Vì vậy, đây là một sự khác biệt khác giữa hệ điều hành
máy khách và máy chủ.
 Cấu trúc: Hệ điều hành máy chủ cao cấp và phức tạp hơn
máy khách nhiều lần bao gờm nhiều tính năng hơn
 Các ví dụ: Windows, Android, Mac là mợt sớ ví dụ cho hệ
điều hành máy khách trong khi Red Hat Enterprise Linux,
Windows Server và Mac OS X Server là mợt sớ ví dụ cho hệ
điều hành máy chủ.

* Sự khác nhau giữa hệ điều hành máy khách và hệ điều
hành máy chủ
Hệ điều hành máy khách

Hệ điều hành máy chủ
5|Page


Hệ điều hành vận hành trong máy
tính để bàn những thiết bị xách tay
đa dạng khác
Có thể nhận dịch vụ từ máy chủ
Chạy trên thiết bị khách như máy
tính bàn, điện thoại di đợng, máy
tính bảng, laptops

Phục vụ mợt người dùng tại một
thời điểm
Đơn giản hơn
Vd: Window, Android, Mac

5.

Hệ điều hành được thiết kế để cài
đặt và sử dụngtrên máy chủ
Có thế cung cấp dịch vụ cho nhiều
máy khách hoặc thiết bị người
dùng cuối
Chạy trên máy chủ
Phục vụ nhiều máy khách cùng
mợt lúc
Nâng cao hơn và nhiều tính năng
hơn
Vd: Red Hat Enterprise, Linux,
Window Server và Mac OSX
Server

Một số hệ điều hành thơng dụng trên máy tính
Window Server
Nhà phát triển: Microsoft

o

o

Ưu Điểm

Nhược điểm
Giao diện thân thiện, dễ Là một hệ điều hành có tính
sử dụng.
phí nên bạn cân nhắc vấn đề bản
quyền:
Cập nhật vá lỗi thường
o Mã nguồn của Window rất
6|Page


xuyên.
o

Sử dụng rộng rãi dễ
dàng đồng bộ với
Client.

o

hạn chế và khơng có nhiều
tùy chỉnh.
Do đợ phổ biến cao nên hệ
điều hành Windows Server là
một mục tiêu của Hacker nên
bạn phải thường xuyên cập hệ
thống vá lỗi để bảo đảm hoạt
động của hệ thống.

Linux
Nhà phát triển: Linus Torvalds

o

Ưu Điểm
Đa số phần mềm, ứng

o

Nhược điểm
Giao diện chưa thân
7|Page


dụng miễn phí.
o

o

thiện, sử dụng phần lớn
bằng câu lệnh.

Tới ưu phần cứng, tăng
hiệu năng xử lí cho máy
chủ

o

Sớ lượng phần mền hạn
chế, khơng có nhiều sự
lựa chọn.

Phổ biến cho các thiết
bị thơng minh hiện nay
(android, WebOS,…).

o

Ít được hỗ trợ driver
phần cứng mới.

MAC OS X Server
Nhà phát triển: Apple Inc
8|Page


o

Ưu Điểm
Đợ ổn định cao, sử dụng
mượt.

o
o

o

Tính bảo mật cao thường
xun được cập nhật.

o

Tới ưu hóa sử dụng, tương
thích cao với các thiết bị của
Apple.

o
o

Nhược điểm
Giá thành cao so với hệ điều
hành khác.
Chỉ tương thích với phần
cứng của Apple, hạn chế hổ
trợ với các phần cứng vào
phần mền bên thứ ba.
Sự lựa chọn phần mền tương
đới ít.
Cợng đợng người dùng tại
Việt Nam khơng lớn.

Và cịn mợt sớ hệ điều hành bạn có thể tham khảo như: IOS, Android,
Harmony OS, Windows Phone, Symbian OS, Unix, Red Star OS, Color
OS,…
6.

Mơ hình Client – Server
9|Page


6.1

6.2

Cách thức hoạt động
Các máy chủ thường hoạt động trong một mô hình clientserver, server (máy chủ) là các chương trình máy tính đang
chạy để phục vụ yêu cầu của các chương trình khác là các
client (khách hàng). Do đó, các máy chủ thực hiện một số
nhiệm vụ thay mặt cho khách hàng. Các khách hàng thường
kết nối với máy chủ thơng qua mạng nhưng có thể chạy trên
cùng mợt máy tính. Trong hệ thớng hạ tầng của mạng
Internet Protocol (IP), một máy chủ là một chương trình hoạt
động như mợt socket listener (giao thức nghe).
Các máy chủ điển hình
 Máy chủ cơ sở dữ liệu (database server).


Máy chủ tập tin (file server), máy chủ mail (mail
server).



Máy chủ in (print server).



Máy chủ web (web server).
10 | P a g e


6.3



Máy chủ game (game server).



Máy chủ ứng dụng (application server).



Máy chủ ảo (VPS).



Máy chủ đám mây(Cloud server).

Nhiều hệ thống sử dụng mô hình client/server mạng
này bao gồm các trang web và các dịch vụ email. Một
mô hình thay thế, mạng peer-to-peer cho
phép tất cả các máy tính để hoạt đợng như một trong
hai (client hoặc server) khi cần thiết.
Phân loại máy chủ
Cơ sở để phân loại các loại máy chủ là dựa theo phương pháp
chế tạo ra máy chủ
• Máy chủ riêng (Dedicated)

•

Máy chủ ảo (Virtual Private Server – VPS)

11 | P a g e


•

6.4

Máy chủ đám mây (Cloud Server)

Vai trò của máy chủ
 Đặc tính "máy khách-máy chủ" mơ tả mới quan hệ của
các chương trình hợp tác trong một ứng dụng. Thành
phần máy chủ cung cấp một chức năng hoặc dịch vụ
cho một hoặc nhiều máy khách, khởi tạo các yêu cầu
cho các dịch vụ đó. Máy chủ được phân loại theo dịch
12 | P a g e


6.5

6.6

vụ mà chúng cung cấp. Ví dụ, mợt máy chủ web phục
vụ các trang web và một máy chủ tệp phục vụ các tệp
máy tính. Mợt tài ngun chia sẻ có thể là bất kỳ phần
mềm và linh kiện điện tử máy tính của máy chủ, từ các
chương trình và dữ liệu để xử lý và thiết bị lưu trữ. Việc
chia sẻ tài nguyên của một máy chủ tạo thành mợt dịch
vụ .
 Việc máy tính là máy khách, máy chủ hay cả hai được

xác định bởi bản chất của ứng dụng yêu cầu các chức
năng dịch vụ. Ví dụ, mợt máy tính duy nhất có thể chạy
phần mềm máy chủ web và máy chủ tệp cùng một lúc
để cung cấp các dữ liệu khác nhau cho các máy khách
đưa ra các loại yêu cầu khác nhau. Phần mềm máy
khách cũng có thể giao tiếp với phần mềm máy chủ
trong cùng mợt máy tính. Giao tiếp giữa các máy chủ,
chẳng hạn như để đờng bợ hóa dữ liệu, đơi khi được gọi
là giao tiếp giữa máy chủ hoặc giữa máy chủ với máy
chủ .
Lợi ích của máy chủ
Quản lý trực tiếp hoặc từ xa một cách dễ dàng.
- Khả năng bảo mật của server cao. Hạn chế tấn công
mạng.
- Người sử dụng có thể cài đặt cấu hình theo mong muốn
riêng.
- Tài nguyên không bị hạn chế, tăng băng thông, không
gian lưu trữ đảm bảo cho lượng lớn người truy cập cùng
lúc.
- Không phải chia sẻ với những người dùng khác.
Khi nào thì nên sử dụng máy chủ?

13 | P a g e


6.7

-

Doanh nghiệp đủ lớn, đang chạy dự án ngắn hạn và đảm

bảo khả năng tài chính.

-

Doanh nghiệp có nhu cầu lưu trữ lượng lớn dữ liệu.

-

Doanh nghiệp muốn chạy website nặng bằng việc mở rộng
phần cứng. Đảm bảo đường truyền có tớc đợ nhanh

Tiêu chí khi xây dựng cấu hình máy chủ
 Băng thông


Tài nguyên phần cứng



Trung tâm dữ liệu



Thời gian server hoạt động bình thường



Dung lượng



Lượng chuyên tiếp



Đa miền (multi-domain)



Đợ an tồn và tính bảo mật



Và thứ quan trọng nhất là chi phí

14 | P a g e


NỘI DUNG 2: HỆ ĐIỀU HÀNH THỰC LÀ GÌ
VÀ ỨNG DỤNG CỦA NĨ.
1.

Hệ điều hành thời gian thực là gì?
Hệ điều hành thời gian thực (RTOS) là một hệ điều hành nhằm
phục vụ thời gian thực các ứng dụng xử lý dữ liệu vì nó đến,
thường khơng có đệm chậm trễ. Yêu cầu về thời gian xử lý (bao
gồm bất kỳ độ trễ hệ điều hành nào) được đo bằng phần mười
giây hoặc khoảng tăng thời gian ngắn hơn. Hệ thống thời gian
thực là một hệ thống giới hạn thời gian có các ràng ḅc thời
gian cớ định, được xác định rõ ràng. Quá trình xử lý phải được

thực hiện trong các ràng buộc đã xác định nếu không hệ thống
sẽ thất bại. Chúng hướng đến sự kiện hoặc chia sẻ thời gian . Hệ
thống điều khiển sự kiện chuyển đổi giữa các tác vụ dựa trên
mức độ ưu tiên của chúng, trong khi các hệ thống chia sẻ thời
gian chuyển đổi tác vụ dựa trên các ngắt đồng hồ. Hầu hết
RTOSs sử dụng mợt pre-emptive thuật tốn lập lịch trình.

2.

Đặc điểm

Đặc điểm chính của RTOS là mức đợ nhất quán của nó liên
quan đến khoảng thời gian cần thiết để chấp nhận và hoàn
15 | P a g e


thành nhiệm vụ của ứng dụng; sự thay đổi là ' jitter '. Hệ điều
hành thời gian thực 'cứng' (Hard RTOS) có ít rung hơn hệ điều
hành thời gian thực 'mềm' (Soft RTOS). Câu trả lời muộn là câu
trả lời sai trong RTOS cứng trong khi câu trả lời muộn được
chấp nhận trong RTOS mềm. Mục tiêu thiết kế chính không
phải là thông lượng cao, mà là đảm bảo về loại hiệu śt mềm
hoặc cứng. Mợt RTOS thường hoặc nói chung có thể đáp ứng
thời hạn là mợt hệ điều hành thời gian thực mềm, nhưng nếu nó
có thể đáp ứng thời hạn mợt cách xác định thì đó là một hệ điều
hành thời gian thực cứng.
3.





Các triết lý thiết kế

RTOS là mợt hệ điều hành trong đó thời gian cần thiết để xử lý
mợt kích thích đầu vào nhỏ hơn thời gian trơi đi cho đến khi
kích thích đầu vào tiếp theo cùng loại.
Các thiết kế phổ biến nhất là:
Hướng sự kiện - chỉ chuyển đổi nhiệm vụ khi mợt sự kiện có mức
đợ ưu tiên cao hơn cần được bảo dưỡng; được gọi là ưu tiên
trước hoặc lập lịch ưu tiên.
Chia sẻ thời gian - chuyển đổi các công việc theo thời gian ngắt
nhịp thông thường và theo các sự kiện; gọi là round robin.
Các thiết kế chia sẻ thời gian chuyển đổi các tác vụ thường xuyên
hơn mức cần thiết, nhưng mang lại khả năng đa nhiệm mượt mà
hơn , tạo ra ảo giác rằng một quá trình hoặc người dùng chỉ sử
dụng một chiếc máy.
Các thiết kế CPU ban đầu cần nhiều chu kỳ để chuyển đổi các tác
vụ trong đó CPU khơng thể làm gì khác hữu ích. Bởi vì quá trình
chuyển đổi mất quá nhiều thời gian, các hệ điều hành đầu tiên cố
gắng giảm thiểu lãng phí thời gian của CPU bằng cách tránh
chuyển đổi tác vụ không cần thiết.
4.

Lập lịch
Trong các thiết kế điển hình, mợt nhiệm vụ có ba trạng thái:
16 | P a g e


3.

Đang chạy (thực thi trên CPU);
Ready (sẵn sàng được thực thi);
Bị chặn (đang chờ một sự kiện, I / O chẳng hạn).

5.

Các thuật tốn

1.
2.

Mợt sớ thuật tốn lập lịch RTOS thường được sử dụng là:
•

Lập lịch hợp tác

•

Lập lịch trước
o

Lập kế hoạch đơn điệu tỷ lệ

o

Lập lịch vòng tròn

o

Đã sửa lỗi lập lịch ưu tiên trước , triển khai cắt thời gian ưu
tiên

o

Lập lịch ưu tiên cố định với ưu tiên hỗn lại

o

Lập kế hoạch ưu tiên khơng ưu tiên cố định

o

Lập lịch trước cho phần quan trọng

o

Lập lịch thời gian tĩnh

•

Thời hạn sớm nhất Cách tiếp cận đầu tiên

•

Stochastic chữ ghép với đa l̀ng thuật tốn dụt đờ thị

17 | P a g e

6.

Ứng dụng
RTOS được ứng dụng ở trên ô tô, thiết bị y tế, thiết bị đo lường
và điều khiển trong công nghiệp

Hình. Hệ điều hành thực trên smathwatch

18 | P a g e


RTOS được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

19 | P a g e


Trong ngành IoT

20 | P a g e


Và ngành hàng không.

21 | P a g e


NỘI DUNG 3: KẾT LUẬN VÀ LỜI CẢM ƠN
1.

Kết luận

Hệ điều hành máy khách và hệ điều hành máy chủ là
hai loại hệ điều hành. Sự khác biệt chính giữa hệ điều
hành máy khách và máy chủ là hệ điều hành máy khách
hoạt động trên các thiết bị được người dùng ći sử
dụng như máy tính để bàn và các thiết bị di động khác
trong khi hệ điều hành máy chủ chạy trên một thiết bị
đặc biệt gọi là máy chủ.
RTOS dành cho thiết bị IoT đòi hỏi khả năng xử lý dữ
liệu có đợ trễ thấp nhất có thể. Những lợi ích mà RTOS
mang lại bao gờm khả năng đa nhiệm, ưu tiên các
nhiệm vụ và quản lý việc chia sẻ tài nguyên giữa các
tác vụ phức tạp. Hệ điều hành điều hành này được sử
dụng phổ biến rộng rãi trong ngành hàng không , nhiều
ngành công nghiệp và các thiết bị chăm sóc sức khỏe
IoT.

2.

Lời cảm ơn
*Cảm ơn Thầy Võ Thiện Lĩnh đã dạy chúng em biết
được kiến thức về mơn Cấu trúc máy tính và hệ điều
hành bằng sự nhiệt huyết và tận tình của mình.

22 | P a g e


NỘI DUNG 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO

/>%E2%80%93server_model
/>Bài báo cáo của các bạn nhóm 6 ở nợi dung

bài tập lớn trên lớp

- HẾT-

23 | P a g e